技术篇：超滤系统的操作系统性解决方案

超滤系统优势

膜组件首次投运时，注意起始产水量应控制在设计水量的30%～60%左右运行，24 小时后，再增至设计产水量，这样有利于膜通量的长期稳定。

超滤装置首次运行或长时间停运后恢复运行，需要进行冲洗以除去组件内的保护溶液。开始的启动应该为手动的，但是一旦所有的流速和压力、时间被设置后，装置应该恢复为自动。装置恢复自动后，PLC 系统需有效监控系统的运行，一旦运行条件不满足，装置须自动采取保护措施。

超滤系统的启动

① 在启动前应进行以下检查：

a、所有的阀门处于关闭状态；

b、所有的泵处于良好的备用状态。

② 超滤组件的正洗

a、打开装置的正洗排水阀；

b、投运预处理系统，打开正洗进水阀；

c、缓慢调节超滤装置正洗进水手动阀门，维持较低的进水压力(低于1.5bar)；

d、首次启动时连续冲洗至排放水无泡沫后关闭超滤装置各阀门。

③ 启动程序

根据进水确定超滤装置的允许最大产水量、工作压力、反洗时间间隔：

a、超滤元件的进水压力应控制在膜两侧平均压力差≤2.0bar

b、流量和压力的调整程序如下：

·产水的调整：

打开产水阀；

投运预处理系统；

打开进水阀；

缓慢打开进水手动阀门；

调整进水手动阀门，使产水流量达到要求水量；

如果同时有浓水排放，缓慢打开错流排放阀，调节至需要的排放量；

调整完毕后，关闭超滤装置各阀门，准备进行反洗操作的调整设置。

超滤系统的工作图

反洗操作：

打开正洗排水阀；

启动反洗水泵；

打开反洗进水阀；

缓慢打开反洗泵手动阀门；

调整手动反洗阀门至压力≤ 2.0bar；

打开反洗排水阀；

关闭正洗排水阀；

调整手动反洗阀门至压力≤ 2.0bar；

调整完毕后，关闭超滤装置各阀门，停运反洗泵。

·分散化学清洗操作：

当反洗次数累计达到15次时，开始进行分散化学清洗操作。

操作步骤如下：

打开反洗进水阀和正排阀；

启动反洗水泵和分散洗加药泵；

反洗1-2分钟后，停止反洗水泵和分散洗加药泵；

关闭反洗进水阀和正排阀，浸泡5分钟；

打开正排阀和反排阀，进行排水。

注：⑴分散洗加酸中HCl的浓度为2000ppm。(切记不要将HCl和NaClO混合，否则会造成人身严重伤害)

⑵分散洗加氯中NaClO的浓度为1000ppm。

⑶分散洗中不建议采用加碱清洗，因为超滤水中的硬度很高，容易跟NaOH反应生成沉淀。

化学分散清洗系统设备由加药箱和计量泵组成。

④ 自动控制

当装置由手动控制将所有的流量、压力设置完毕后，装置需要关闭，然后

以自动方式重新启动。

·关闭所有开关，将手动开关转为自动；

·启动超滤装置；

·调整产水压力保护开关，当产水压力高于设定值，正排阀自动开启。

内压式超滤膜工作原理

C、装置的停机程序

① 手动操作模式下的停机

a、打开正排阀，冲洗60 秒；

b、缓慢关闭进水阀。

② 自动控制模式下的停机

装置在自动模式下运行，当下面的一些情况发生时，装置会自动关闭或不能投入自动运行：

a、供水水泵没接到运行指令，或者泵的手动开关没有置于自动状态；

b、进水或产水出口压力过高。

③ 装置长时间停机

a、如果装置需关停，组件如短期停用(2～3 天)，可每天运行30~60min，以防止细菌污染。

b、组件如长期停用(7 天以上)，停运前对超滤装置进行一次手动夹气反洗；并向装置内注入保护液(1%亚硫酸氢钠溶液)，关闭所有的超滤装置的进出口阀门。每月检查一次保护液的pH 值，如pH≤3 时应及时更换保护液。

c、长时间关停后重新投入运行时，应将超滤装置进行连续冲洗至排放水无泡沫。

d、停机期间，应自始至终保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，将会造成膜组件不可逆损坏。

D、系统维护

① 反洗操作

为了冲洗掉膜表面的污染物，使超滤渗透水，在较高的压力下，采用与过滤相反的方向通过膜组件，这种操作称为反洗。反洗水全部排掉。进行反洗操作，有以下几点应注意遵守。

a、在反洗工艺中原设计在反洗水中加入氧化剂，以此来抑制和杀灭在超滤膜中滋生的微生物，但考虑到化学清洗中有加入氧化剂杀菌反洗的操作步骤，因此反洗中就不添加氧化剂进行杀菌，这样可以降低氧化剂对超滤膜的损伤，同时可以节省氧化剂的用量，减少对环境的污染。

b、在反洗时，水应全部从渗透侧流向原水侧。

c、反洗流量应为正常产水流量的2倍（具体参考膜厂家推荐的反洗通量），但TMP不可超过0.2Mpa。

d、周期反洗水量和时间与周期产水量和系统回收率有关，计算公式为：

回收率（R）=（周期产水量—周期反洗水量—周期正洗水量）/周期产水量

e、反洗周期为15～90分钟。

f、为了提高反洗效率，反洗采用上、下两步方式。第一步，反洗水由产水口进，从正排口出；第二步，反洗水由产水口进，从反洗排水口出。两步所用时间相等，合计为反洗时间。

② 正洗操作

为了提高反洗效果，在反洗前后应各正洗一次。正洗时，正洗水全部排掉。

a、正洗流量不小于进水流量。

b、正洗时间为60秒。

③ 化学清洗

随着超滤膜工作时间的延长，超滤膜会发生污堵，而仅靠反洗无法恢复膜通量。为了保持通量不变，只能提高TMP(超滤跨膜压差)压力，而TMP有一定的限度。一旦TMP超过了正常操作的限度，将造成膜通量无法恢复的损失。应在TMP比初始上升0.1MPa(在相同温度条件下，同时TMP<0.20MPa)，且通过反洗不能恢复时进行化学清洗。超滤膜TMP正常情况下，至少3个月对超滤膜化学清洗一次。

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1 安全注意事项

1.1 机械设备1.1.1 组件泄漏如果维护方法正确，且操作压力低于0.6MPa的最大操作压力，HFUF组件不会发生泄漏。一旦发生泄漏事故，必须立即关闭装置。关机后，检查漏水装置，并予以排除，尔后装置再次加压试水。1.1.2 离心泵1.泵运转时，切勿对其进行维护等操作;2.要维护停运的泵，必须加以醒目标识;3.泵的维护结束后，把所有的防护件复原;4.确保泵的电机风扇的通风顺畅;5.泵维护和维修结束后，应按新泵首次运行规定进行检查作业。1.1.3 管线与阀门HFUF装置的输水系统包括不同管径的管道以及连接件。装置的不正确操作能导致其损坏，并可能因高压下的泄漏引起人身伤害。1.确认所有管线的支撑、安装牢固;2.为避免系统承受过高的压力，在打开进水阀之前，须先打开出水阀。1.2 停机为了确保操作人员或检修人员的安全，对所有设备的停机，都应遵守规定的停机程序。停机程序不仅针对转动或电气设备，也针对容器、输水管线等。1.3 通道在HFUF设备周围应该有畅通的通道。地面应做防滑处理并保持干燥、整洁。尽量不要在运行装置的附近存放设备、零件等。注意确保所有场地的照明，以方便操作和维护。1.4 安全防护设施当使用化学药品进行清洗和进行带电作业时，务必穿戴安全防护用品。如果不遵照下面的要求，可能导致无法挽回的人身伤害。1. 当工作人员暴露在酸、碱、氧化剂环境下，必须穿戴橡胶手套、橡胶套服、头盔以及护目镜。2. 当操作人员在带电作业时，应该戴绝缘手套、使用绝缘橡胶垫，并有人在旁边提供必要的帮助和救护。3. 紧急喷淋装置必须保证处于良好工作状态。4. 接触有害药品的人员必须全面了解一旦事故发生时，应采取哪些措施。5. 发生溢出事故时，应按贵公司的安全操作规范进行处理。1.5 安全检查项目在进行HFUF装置操作之前，双方应共同检查是否落实了以下的安全措施：1.在明显处张贴处理紧急事故有关单位、人员的联系电话。2.所有设备的操作人员熟知现场安全防护措施。3.熟知所有的泵和自动阀门的关闭位置。4.所有泵/阀门、启动钮的标识清楚、正确。5.确保设备周围通道畅通，光线充足。6.保持设备清洁和良好维护。7.保证设备必要通风。8.不要超过HFUF膜组件及管线的最大允许压力。

2 概述

2.1 膜技术简介膜技术是20世纪发展起来的一种水处理技术。常用的膜技术包括微滤(MF超滤(UF)纳滤(NF)电渗析(EDI)和反渗透(RO)膜分离过程在常温下进行，无相变，不产生二次污染，是一种高效节能型分离净化技术，广泛应用于各个领域。膜处理技术有以下基本性能：它是一种物理过滤作用，不需要加注药剂;它是一种绝对的过滤作用;它不产生副产品;它运行的驱动力是压力，容易实现自动控制。表2-1显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐;而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等;微滤一般能够去除水中的细菌、悬浮物等，具有很好的除浊效果。这些都是传统的过滤(如砂滤、多介质过滤等)无法实现的。表2-1 膜法工艺适用范围与特点

2.2 中空纤维超滤膜和组件微孔孔径为0.01-0.1μm 的膜一般称为超滤膜，它的最主要的形式之一是中空纤维膜，呈毛细管状，经喷丝纺制而成。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支撑体。分离机理主要是筛分作用，在膜的致密层上有许许多多的贯通孔，在压力驱动下，尺寸小于膜筛分孔径的分子或粒子，可穿过纤维壁，而尺寸大于膜筛分孔径的分子或粒子则被子纤维壁所截留，从而实现大小粒子的分离。除此之外，溶液的化学性质(pH值、电性)成份(有否其它粒子存在)以及膜致密层表面的结构、带电性及化学性质(疏水性、亲水性等)等也会影响膜的分离性能。它所分离的组分直径为0.005～0.10 μm，一般相对分子质量大于500的大分子和胶体，采用的操作压力一般为0.1～0.6MPa。根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜及内、外压膜三种。用中空纤维滤膜组装成的组件，由壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中空纤维组成，有原液进口、过滤液出口及浓缩液出口与系统连接。其特点是：一是纤维直接粘接在环氧树脂管板上，不用支撑体，有极高的膜装填密度，体积小而且结构简单，可减小细菌污染的可能性，简化清洗操作。二是检漏修补方便，截留率稳定，使用寿命长。2.3 HFUF-IBO200 膜组件的特点HFUF-IBO200型膜组件是为满足大多数RO 前处理以及中水回用处理的需要而特别开发的。它采用PVDF为膜材料，经过适当的化学改性，具有良好的亲水性，耐氧化、抗污染等良好的过滤性能，是市面上不多的外压式过滤产品之一，相对于内压式来说，它的流道空间不固定，具有更宽的进水指标和更高的截污能力。HFUF膜过滤设计方式以能耗比较低全流过滤为主，另外对于高悬浮物的进水，HFUF也可采用常规超滤的错流过滤方式以减小膜污堵的速度，并辅以适当的反洗和气洗频率，减少膜表面的污堵，节省能耗，改善出水水质。

3 HFUF装置

HFUF装置是根据用户产水要求，由数只乃至数十只HFUF组件并联组合而成。3.1 膜组件基本使用条件

注：表列组件产水量是通用标准，具体项目组件产水量根据具体水源条件而定。3.2 膜组件主要运行参数

注：表列组件产水量是通用标准，具体项目组件产水量根据具体水源条件而定。3.3 膜组件反洗参数

注：如原水为地表水，应在反洗水中加入NaClO，并控制反洗排放水余氯浓度为3-5mg/L。

4 设备的运输与安装

4.1 运输与装卸整个运输过程应确保装置环境温度在0-40℃范围内，以免膜组件的损坏。并避免将装置置于阳光下暴晒，以免紫外线对装置上的工程塑料造成损伤。所有的设备在提货地应该按照货单进行彻底检查。如果有任何损环、组件短缺或者与单据不符，请立即与我公司联系。所有的HFUF装置都有被设计成撬式结构，并设有专用的吊环以便使用吊车进行装卸。其中膜组件也可以进行独立包装。膜组件外套有塑料薄膜袋，封口后放入有防震和固定措施的硬质纸板箱内;装卸时注意不剧烈撞击与抛掷。膜组件运输过程中应将其平放在运输载体上，最大允许叠放层数为4层，同时须遮阳避雨，防曝晒及冰冻，运输环境温度高于0℃。每个HFUF组件湿重约32Kg。注意：不要用设备上连接的管道来抓举和移动HFUF装置。这些连接管的材质为工程塑料，不能用来承重或移动HFUF装置的。4.2 HFUF的使用环境

4.3 基础装置基础应能承受设备的负荷。我公司在手册(3.4)中已经给出了设备的重量。4.4 排水考虑到启动和不正常运行状态时，排水量可能增大。故排水系统的设计能力最低应该能排除一个单元的最大产水流量。4.5 装置的安装1.按平面布置图要求对设备进行就位并固定。2.安装所有的因为运输而被拆卸下来的阀门和管道。3.如HFUF组件是分别单独运输的，应根据装置总图将组件上架并连接好所有管道。4.接通HFUF装置的各进、出水的管线。5.按照相关标准对所有HFUF装置外接管道安装支撑。6.检查HFUF装置上所有连接电缆线的紧固件，确保连接紧固。7.膜组件安装时，应注意不得将组件作为支撑件;不得有重物或硬物撞击壳体，也不得将组件置于日光直射下工作，以免组件壳体老化。4.6 HFUF装置的贮存1.HFUF装置应该放于室内，不应该暴晒于日光下。2.HFUF装置不允许储存在5℃以下，并且温度也不允许高于40℃。3.暂不使用的膜组件，应灌注保护液后封口，堆放在地面平整、清洁，周围环境无腐蚀与污染物，且远离冷、热源的室内。贮存温度控制在5～40℃范围间。4.每隔一个月应测试一次保护液的pH值，如pH≤3时应及时更换保护液。5.成装置膜组件的停运保养要点(1)装置上的膜组件如短期停用(2 ~ 3天)，可每天运行约30 ~ 60min，以防止微生物的繁殖污染;(2)装置上的膜组件如长期停用(7天以上)，必须将膜组件进行充分的清洗，然后，将设备内滞留的水排干，再用清洗装置将保护液注入膜组件内，并关闭所有进、出水阀门。且每用检查一次保护液的pH值。保护液配方见上第4条所述。6.保护液配方根据现场实际情况不同，我提供以下主要三种保护液：(1)1%浓度的亚硫酸氢钠水溶液(2)1%浓度的亚硫酸氢钠水溶液+10%丙三醇(3)10%丙三醇4.6.1 装置使用的仪器及阀门保护设备免受腐蚀性气体以及灰尘和湿度的污染。贮存场所的温度应该在5℃以上。4.6.2 离心泵保存在室内。每月至少启动一次。注意：仪表和泵均非我公司产品，请查看相关生产厂家提供的资料。

5 HFUF装置的运行

HFUF装置首次运行或长时间停运后恢复运行，需要进行冲洗以除去组件内的保护溶液。最开始的启动应该为手动的，但是一旦所有的流速和压力、时间被设置后，装置应该恢复为自动。装置恢复自动后，PLC系统可以有效监控系统的运行，一旦运行条件不满足，装置会自动采取保护措施。装置启动所涉及到的基本步骤如下：1.启动供水泵;2.装置灌满水和冲洗;3.启动反洗水泵;4.设置反洗压力;5.设置浓水排放流量;6.设置进气压力;7.设置反洗时间间隔;8.设置气擦洗时间间隔;9.设置并联装置反洗顺序。5.2 启动前的检查内容1.排水系统已经准备完毕。2.PLC程序已输入。3.电路系统检查已完成。4.管路系统连接完成并已清洗干净。5.3 启动在启动前应进行以下核查：1.按安装核查表进行核查(详见安装指导)2.所有的阀门处于关闭状态3.所有的泵处于关闭状态4.安全设备已安装并处于正常状态5.3.1 HFUF组件的冲洗投运时，装置的冲洗可以只进行反冲洗也可进行反冲洗辅以正洗，下面以进行反冲洗辅以正洗为例：1.打开装置的浓排阀2.启动给水泵3.打开装置的正洗阀，并关闭下排阀4.连续冲洗数分钟再转入反洗过程：1) 打开装置的浓排阀和下排阀2) 打开反洗阀，缓慢打开反洗进水手调节阀，维持较低的进水压力(低于0.15MPa)连续冲洗数分钟。5.重复步骤1、3、4直至冲洗水无泡沫。6.用水温大于30℃的0.2%次氯酸钠水溶液(有效氯计)浸泡0.5-3小时，并再次冲洗(如上述步骤)至冲洗出水余氯小于0.1ppm，至此HFUF装置启运前准备完毕。注：反洗水至少为UF产水以上的高质量水。5.3.2 启动程序根据进水确定HFUF装置的允许最大产水量、工作压力、反洗时间间隔：1.装置允许最大产水量是由进水类型及水质决定的。进水水质与组件产水量的关系见下表：

注：装置的产水量应乘装置的组件数。注：表列组件产水量是通用标准，具体项目组件产水量根据具体水源条件而定。2.装置浓水排放量是由进水浊度决定的。在进水浊度高的条件下，加大浓水排放量可以有效控制HFUF组件浓水的淤塞速率。具体的浓水排放量由中试试验确定 。注：装置排放量应乘装置的组件数。3.HFUF进水压力应控制在膜两侧平均压力差≤0.21MPa膜两侧平均压力差 = 进水压力 + 浓水排放压力 -产水出口压力如全流过滤，则：膜两侧平均压力差 = 进水压力- 产水出口压力4.流量和压力的调整程序如下：a) 产水的调整打开产水阀;开启UF给水泵;缓慢打开进水阀门;调整进水阀门，使产水流量达到要求水量(组件首次投运时，注意起始产水量应控制在设计产水量的60%左右运行，24小时后再增至设计产水量);如果同时有浓水排放，应同步调整。b) 浓水的调整(错流工作状态)缓慢打开浓水排放阀;调整浓水手动排放阀至需要的排放量。c) 反洗水压力的调整全开浓水排放阀;启动反洗水泵;缓慢打开反洗阀;调整反洗手动阀门至压力<0.15MPa;打开下排阀，关闭浓排阀，调整下排手动阀至单支流量2-4 m3/h，压力小于0.15MPa。d) 正洗水流量的调整开启浓水排放阀15%;打开进水阀;调整浓水排放阀开度至单支排放量1-2m3/h。e) 夹气反洗进气压力的调整进入反洗程序;缓缓开启进气阀至进气压力为1 MPa，气量控制在每支5-7N m3/h。5.对以上的阀门开度进行定位。5.3.3 自动控制当装置由手动控制将所有的流量、压力设置完毕后，装置需要关闭，然后以自动方式重新启动。1、关闭所有开关，将手动开关转为自动;2、启动HFUF装置;3、调整产水压力保护开关，当产水压力高于设定值，浓水排放阀应自动开启，并报警，延时停机。

6 运行装置的停机程序

6.1 手动操作模式下的停机1.打开浓水排放阀，冲洗15秒;2.缓缓关闭进水阀。6.2 自动控制模式下的停机装置在自动模式下运行，当下面的一些情况发生时，装置会发生自动关闭或不能投入自动运行现象：1.供水水泵没接到运行指令，或者泵的手动开关没有置于自动状态;2.产水出口压力过高。6.3 装置长时间停机1.如果装置需关停，组件如短期停用(2~3天)，可每天运行约30~60min，以防止细菌污染。2.组件如长期停用(7天以上)，关停前对HFUF装置进行一次夹板反洗;并向装置内注入保护液，关闭所有的HFUF装置的进出口阀门。每月检查一次，并控制环境温度在5—40℃以内。3.长时间关停后重新投入运行时，应将HFUF装置进行连续冲冼至排放水无泡沫。4.停机期间，应自始自终保持超滤膜处于湿态，一旦脱水变干，将会造成膜组件不可逆损坏。注意：在准备装置长时间停机过程中，控制柜输出电源必须关闭。并且输入电源也应处于关闭状态。注意：在任何时候都必须保持HFUF膜处于湿态，一旦脱水变干，都将造成膜组件不可逆损坏。

7 操作指导

为了使HFUF装置持续产出满足需要的过滤水，必须满足三个条件。它们包括：合格的进水水质，合适的反洗时间间隔，及时的化学清洗。上面的任一条件不满足，装置将难以稳定产出满足需要的过滤水。7.1 进水水质要求进水的水质要求在概要部分已经详细给出，控制这些指标的目的，就是为了避免这些杂质含量过高而对膜组件造成严重的膜污染。在膜过滤过程中，膜污染是一个经常遇到的问题。所谓污染是指被处理液体中的微粒、胶体粒子、有机物和微生物等大分子溶质与膜产生物理化学作用或机械作用而引起在膜表面或膜孔内吸附、沉淀使膜孔变小或堵塞，导致膜的透水量或分离能力下降的现象。7.1.1 膜污染形式膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内阻塞污染两种形式。膜表面污染层大致呈双层结构，上层为较大颗粒的松散层，紧贴于膜面上的是小颗粒的细腻层。一般情况下，松散层尚不足以表现出对膜的性能产生什么大的影响，在水流剪切力的作用下可以冲冼掉，膜表面上的细腻层则对膜性能正常发挥产生较大的影响。因为该污染层的存在，有大量的膜孔被覆盖，而且该层内的微粒及其它杂质之间长时间的相互作用极易凝胶成滤饼，增加透水阻力。膜孔堵塞是指微细粒子塞入膜孔内，或者膜孔内壁因吸附蛋白质等杂质形成沉淀而使膜孔变小或者完全堵塞。这种现象的产生，一般是不可逆过程。7.1.2 污染物质污染物质因处理料液的不同而各异，无法一一列出，但大致可分下述几种类型：a) 胶体污染：胶体主要是存在于地表水中，特别是随着季节的变化，水中含有大量的悬浮物如粘土、淤泥等胶体，均布于水体中，它对滤膜的危害性极大。因为在过滤过程中，大量胶体微粒随透过膜的水流涌至膜表面，长期的连续运行，被膜截留下来的微粒容易形成凝胶层，更有甚者，一些与膜孔径大小相当及小于膜孔径的粒子会渗入膜孔内部堵塞流水通道而产生不可逆的变化现象。b) 有机物污染：水中的有机物，有的是在水处理过程中人工加入的，如表面活性剂、清洁剂和高分子聚合物絮凝剂等，有的则是天然水中就存在的，如腐殖酸、丹宁酸等。这些物质也可以吸附于膜表面而损害膜的性能。c) 微生物污染：微生物污染对滤膜的长期安全运行也是一个危险因素。一些营养物质被膜截留而积聚于膜表面，细菌在这种环境中迅速繁殖，活的细菌连同其排泄物质，形成微生物粘液而紧紧粘附于膜表面，这些粘液与其他沉淀物相结合，构成了一个复杂的覆盖层，其结果不但影响到膜的透水量，也包括使膜产生不可逆的损伤。7.2 流量7.2.1 产水流量范围是1.0～3.0m3/h支膜组件。HFUF膜组件工作时需用的产水通量，取决于进水水质，这是由于膜对不同的截留物有一个极限负荷，承受过大的负荷会造成膜通量的急剧下降。HFUF产水通量与进水水质的关系详见3.2表格。7.2.2 浓水排放流量范围在0～0.75m3/h一般进水条件下，HFUF采用的是全流过滤运行方式，此时浓水排放量为零。当进水浊度大于15NTU，为了减轻膜表面负荷，HFUF采用了错流过滤运行方式，即部分浓水排放。该运行模式下HFUF浓水排放量根据中试试验确定。7.2.3 反冼流量反冼流量越大，对膜组件的清洗效果就越好。但是反洗流量大，就需要在中空纤维膜的内壁施以较大的水压，过大的水压会导致中空纤维膜的破裂，故反洗流量是通过反洗水压来控制的。HFUF的反洗压力应控制在不大于0.15MPa。7.2.4 正洗流量HFUF的正洗流量可以控制在每支组件1.0-2.0 m3/h范围内。7.2.5 进气量对HFUF组件进行夹气反洗的目的，就是利用压缩气体在组件内纤维之间的爆破形成的震荡，使附着在膜纤维表面的污染物质得以剥落，并被冲洗水带走，从而达到强化冲洗效果和节约反洗耗水的目的。但过分强烈的汽流会导致膜纤维的破裂，造成产水水质的下降。进气量的控制是通过对进气压力的控制来完成的，进气压力应控制在小于0.25MPa为宜，气水混合擦洗时压力应小于0.15MPa。7.3 反洗间隔时间由于HFUF采用了全流过滤的运行模式，为了保证滤膜在此工作状态下的膜通量不发生大的衰减，HFUF采用了频繁冲洗技术，使膜表面截留的污染物在形成较厚的滤饼前被清除。频繁冲洗的频度取决于进水中杂质的含量和种类，一般需通过现场的调试来确定，并且在运行过程中根据进水的变化及时予以调整。频度的初始选择范围见3.2表格。7.4 操作压力7.4.1 进出水压力差即作用于膜两侧的压力差，它是完成膜过滤的推动力。△P = Pj - Pc (全流过滤)△P =(Pj + Pn)/2 -Pc (错流过滤)△P -进出水压力差Pj ― 进水压力Pc ― 产水压力Pn ― 浓水压力△P与膜产水通量在一定的范围内呈正比关系，但达到一定程度后，△P对产水通量的增加作用将急剧减弱。膜对截留物的截留率却与△P呈反比关系，即随着△P的加大膜截留率逐步降低。同时，膜内外压力差太大会造成中空纤维丝的受压失稳变形，发生不可逆损坏。HFUF最大允许进出水压力差是0.21MPa。7.4.2 进水压力即HFUF组件壳体所能承受的最大工作压力，HFUF最大允许进水压力是0.6MPa。7.4.3 反洗水压力反洗水压力的控制要求及其作用已在7.2.3中说明，不再重复叙述。控制HFUF的反洗水压力≤0.15MPa。7.4.4 夹气反洗进气压力夹气反洗进气压力的控制要求及其作用已在6.2.5中说明，不再重复叙述。控制HFUF的夹气反洗进气压力≤0.15MPa。7.5 进水水温膜的通量与进水温度有显著的直接关系，不同水温下的通量可通过以下公式计算：Q t = 1.03T- 25×Q25Q t-HFUF 在t水温下的产水量Q25-HFUF 在25℃水温下的产水量T-HFUF 进水水温℃7.6 运行数据的记录HFUF装置基本上很少需维修，关键是保证采用正确的运行参数。必要的运行记录有利于跟踪装置的运行情况，也有利于帮助找出问题的所在。下面的参数必须每两小时记录一次：l 进水压力(MPa)l 产水压力(MPa)l 浓水排放流量(m3/h)(错流过滤时)l 淡水流量(m3/h)l 产水浊度(NTU)l 进水温度(℃)下面的参数必须每周测定一次l 进水CODMn(mg/L)l 产水CODMn(mg/L)l 产水SDI15通过监控流量以及相应的压力降，就可以对组件污染的程度作出判断。压力系数 =进水侧平均压力 = (进口压力 + 浓水出口压力)÷ 2 (错流过滤)进水侧平均压力 = 进口压 (全流过滤)每天应以时间为横坐标，产水压力系数为纵坐标绘制曲线图，如果发现曲线较运行开始下降20%，装置运行参数需要及时做调整。并正确选择清洗配方对HFUF膜组件进行清洗。

8 HFUF装置的过程控制

8.1 简介HFUF装置根据用户需要一般被设计为手动或手动/自动两种控制模式。装置有三种运行工况，分别为待启动状态、工作状态和冲洗状态。1.待启动状态：当装置被设计为待启动状态时，所有阀门均处于关闭状态。2.工作状态：工作状态就是HFUF装置制取合格产水输送给下级水处理设备。3.冲洗状态：冲洗状态就是HFUF装置每间隔一定的时间段，启动冲洗泵，开启相应的阀门从滤膜的逆向和正向对膜面进行冲洗，以恢复膜因污染而产生的通量衰减。当数台HFUF装置并联工作时，每台进入冲洗状态的时间均保持有一定的时间差，以保证系统外供水量的稳定。8.1.1 手动控制模式手动控制即装置的启动、停机、冲洗均通过操作者手动完成。具体详细操作方法见第4-5章节。8.1.2 自动控制模式HFUF装置自动控制功能由就地PLC完成。处理器对突发性断电有一定的记忆功能。HFUF装置刚接通电源时，装置处于待启动状态。装置一旦断电，供水泵和计量泵将停止，并且所有阀门均转入关闭状态。当电源重新接通时，装置将再一次处于待启动状态。装置控制盘内安装的PLC如果配带有通讯接口，HFUF装置可以实现上位机远程控制。8.1.3 装置关闭条件HFUF装置自动关闭条件如下：1.现场的操作平台或远程PLC的要求;2.供水泵出现故障或者开关没有置于自动档;3.控制阀出现故障或者开关没有置于自动档;4.产水背压过高。8.2 氧化剂溶液注入装置(选配件)在装置进水的有机物含量高的条件下，需要向反洗水中加入氧化剂以提高清洗效果。氧化剂注入系统包括计量泵和溶液计量容器。计量容器中贮存的是一定浓度的氧化剂溶液。它通过人工加药和水来补充。氧化剂溶液计量容器设有最低液位开关。配备一台泵用于系统的加药。泵输出量的变化，是就地通过人工对泵冲程和频率的调节来实现的。8.3 装置内锁或者报警报警设置点设置在现场仪表内。仪表输出开关信号或4-20mA给PLC，通过PLC进行报警并使系统处于内锁状态。定时器的值是用PLC码预先设定的，操作者不能随意改变。

9 系统的维护及故障分析

9.1 系统的日常维护1.压力表按期校准，必要时及时调整。2.离心泵定期检查泵的温度，同时检查泵的垫圈以及其它防止泵泄漏的结构。3. 流量仪表每三个月校正一次。4.自动切换阀(选择件)每月检查一次，同时检查阀体是否有泄漏。5.HFUF装置按常规要求检查进水水质。进水水质的要求和检查的具体细节，详见操作指导部分;同时检测HFUF系统的产水流量和运行压力，详见操作指导中运行数据趋势图部分。按常规检查HFUF系统特别是组件的泄漏情况，一旦发现立即维护。警告：有关电方面的操作，必须由经过训练并且取得资格证书的人员操作。9.2 系统的故障分析

10 HFUF装置的清洗

HFUF装置在其长期使用运行过程中，膜表面会被它截留的各种有害杂质所覆盖而形成滤饼层，甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞，使水的透膜压力增大。预处理质量的好坏，只能解决膜被污染速度的快慢问题。而无法从根本上解决污染问题。即使预处理再彻底，水中极少时的杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响，因此，HFUF装置在使用运行过程中每隔1-3月一次或在相同运行条件下压差上升0.05-0.1MPa时应对膜组件进行化学清洗，以恢复膜的通量和截留率。清洗膜的方法可分物理方法和化学方法两大类。其中物理清洗是利用机械的力量，来剥离膜面污染物。整个清洗过程不发生任何化学反应。即包含前文所提到的正压冲洗和反冲洗法。在此不再累叙。下面详细介绍一下化学清洗。化学清洗，是利用某种化学药品与膜面污染物发生化学反应来达到清洗膜的目的。选择化学药品原则：不能与膜及其他组件材质发生任何化学反应;不能因为使用化学药品而引起二次污染。化学药品的清洗方式有两种：化学分散清洗：将化学药剂注入反洗水中，以强化清洗效果;化学清洗：通过专用的清洗系统配制更高浓度的清洗液对膜进行较长时间的清洗。

10.1 HFUF膜组件清洗前的准备10.1.1 清洗方案的选择清洗方案(1)：采用酸性溶液对HFUF装置进行清洗。该清洗方案适用于，由于当进水中Fe或Mn的含量超过设计标准，或者HFUF膜组件的进水中SS特别高，而对膜的浓水侧造成的非有机物污染。一般可选用化学药品：1~2%柠檬酸水溶液或0.1N草酸溶液或0.1N盐酸溶液。清洗方案(2)：采用碱性氧化剂溶液对HFUF装置进行清洗。当进水中有机物含量高，可能引起滤膜受到有机物污染。并且当条件有利于生物生存时，一些细菌和藻类也将在HFUF膜组件中产生，由此引起生物污染。一般可选用化学药品：0.1%NaOH+0.2%NaClO。10.1.2 清洗液容积的确定HFUF-IBO200膜组件近似容积为16L。系统循环管路近似容积如下表

注：其中组件水容积指单支组件可容纳溶液的容积。清洗液容积的确定：所有组件水容积+系统循环管路(装置中的管路+装置外管路)的容积+适当余量。装置内所需的清洗液容积本公司可以提供，系统所需配置药液的具体容积还应根据现场的实际情况(清洗装置的远近等而定)。10.1.3 安全注意事项1.避免与NaOH、NaClO这些药剂直接接触，该类药剂具有程度不同的腐蚀性，而 NaClO还是一种强氧化剂。2.清洗时应控制管线的压力，以免压力过高引起化学药品喷溅。10.1.4 化学清洗药剂的质量要求柠檬酸和NaClO为工业级。NaOH为隔膜碱。10.1.5 清洗系统设备的配置清洗罐、清洗泵、清洗过滤器各一台，(可以共用RO清洗系统)与HFUF系统连接用软管若干根。警告：在进行任何清洗操作之前，请认真阅读和理解清洗方案。注意：1.HFUF装置进行化学清洗前都必须先进行夹气反洗;2.HFUF装置的整个清洗过程约需要2—4个小时;3.如果清洗后HFUF装置停机时间超过三天，必须按照长时间关闭的要求进行维护。4.清洗剂在循环进膜组件前必须经过1 ~ 5μm的滤芯过滤，以除去洗下的污物，清洗结束后必须将滤芯取下。5.清洗液温度应尽量高一些，一般可控制在30℃~ 40℃。必要时可采用多种清洗剂清洗，但清洗剂和灭菌剂不能对膜和组件材料造成损伤。且每次清洗后，应排尽清洗剂，用纯水将系统洗干净，才可再用另一种清洗剂清洗。10.2 清洗清洗的基本程序如下：a) 清洗系统的准备。b) 在HFUF膜组件中循环酸性可碱性清洗溶液。c) 冲洗HFUF膜组件并且返回生产运行状态。10.2.1 准备工作a) 按操作手册中的关闭程序关闭HFUF系统;警告：在关闭进水阀门之前，供水系统如系单元制供水，应先关闭供水泵。如系母管制供水，则应注意调整其他并联运行设备的进水阀，以免承受过高的压力。b) 关闭HFUF系统所有阀门;c) 将浓水的出口管线与清洗罐接通;d) 将浓水的进口管线与清洗系统设备管线相连接;e) 清洗管线必须保证无泄漏或者喷溅现象发生;f) 清洗液的配制：确定好清洗溶液所需容积和清洗方案后，计算出所需各种药品和溶剂(HFUF或RO产水)的量，进行充分搅拌使其混合均匀。最终形成所需的清洗溶液。注意：进行清洗时，将有可能会有一些气体产生。警告：保持所有的管线压力低于运行压力，以避免压力过高引起化学溶液喷溅。10.2.2 清洗步骤a) 启动清洗水泵，缓慢打开清洗水泵出口阀，控制以每个膜组件1000L/h的流量让清洗溶液进入膜组件进水侧，清洗液再由浓水侧返回到清洗罐中。循环清洗时间一般为碱洗5min，酸洗30min。b) 关闭清洗泵，静置浸泡10—60min。c) 将清洗罐和清洗泵放空，并用清水冲洗干净。10.2.3 冲洗HFUF装置冲洗的目的是为了将HFUF装置中残余的化学溶液除去。a) 启动反冲洗程序;b) 打开浓水排放阀门c) 打开HFUF装置的进水阀门，使进水通过HFUF膜组件，直到进水和浓水的电导率差值(高出之值)碱洗在20μS/cm之内，酸洗在50μS/cm之内，或者直至进水和浓水的pH值基本相等。d) 返回生产运行状态。(详见第4部分系统的启动)注意：进行清洗时，将有可能会有一些气体产生。警告：保持所有的管线压力低于运行压力，以避免压力过高引起化学溶液喷溅。注意：NaOH固体及溶液以及NaClO均具有强腐蚀性，操作者应穿戴全部防护用品，避免与其直接接触。

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